改善粒度级配提高大同水煤浆的稳定性

第29卷第1期北京化工大学学报2002年JOURNAL OF BEUING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY墨8公88研究简报改善粒度级配提高大同水煤浆的稳定性李静1董慧茹1刘国文2(1.北京化工大学理学院,北京100029;2.北京燕山石化东方工贸有限公司,北京102500)摘:水煤浆是一种重要的可以代油的工业燃料,为了提高水煤浆的稳定性,采用不同的粒度级配,通过湿法成浆工艺制浆,测定了浆体的浓度粘度和稳定性,提出了一种最佳粒度配比。关健询:水煤浆;粒度分布;稳定性;粘度中图分类号:TQ536.1A水煤浆(CwS)是煤粉碎成按一定粒径分布将煤水混合物倒入胶体磨,开动胶体磨搅拌成浆。的颗粒后,与水、添加剂按比例混合制成高浓度的搅拌次数视煤的粒度组成与浓度而异。煤、水分散体系,可作为代替石油的液体燃料和化工1,3煤质分析原料。在水煤浆的制备中,要求工业所制水煤浆的研究对象为山西大同煤,大同媒的煤质分析结质量分数w大于60%,粘度?小于1200(mPas),果为:干燥基水分M的质量分数4.15%,干燥基灰稳定性s大于30d1]。影响水煤浆稳定性的主要因分A6.,25%,干燥基挥发分V23.76%,干燥基碳C素有:煤的品种、煤粉的粒度分布(PSD)、化学添加82%,干燥基氧O15%,千燥基硫S034%。由分剂、煤浆的质量分数及粘度等。其中PSD是成浆与析结果知,大同煤属于中等变质程度煤,煤中O/C否的一个关键因素。本文的目的是在煤质不变、煤值较低,说明其表面活性低,吸附能力弱。通常认为浆质量分数变化不大的情况下,通过改善粒度级配,变质程度高的煤所制水煤浆的稳定性比变质程度低使大同水煤浆具有更好的稳定性。为了排除添加剂的煤差2),大同煤的稳定性属于中等。的影响,所有实验添加剂(-萘磺酸盐甲醛缩聚物)的质量分数均为1212(μg/g)干煤2结果与讨论1实验部分2.1浓度对煤粘度及稳定性的影响用未经筛分的煤粉制成浓度不同的煤浆,测其11试剂与仪图粘度和稳定性,结果见表1山西大同煤;β-萘磺酸盐甲醛缩聚物;表1未经筛分煤的成浆浓度、粘度及稳定性JTM50AB型立式胶体磨;NXB11A型旋转粘度Table 1 Contscosity and stability of计;XSB|A型顶击式振筛机;GB600385型检验unsieved CwS筛。煤)7/(MPas)12实验方法湿法制浆:将精洗过的原煤经破碎机破碎后,转移到球磨机中,加入一定数目的钢球研磨一定时间64.21得到按一定规律分布的煤粉。用不同规格的筛子筛分出所需粒级的煤粉。依次称量350g煤粉、2.8g添加剂和116.2g水。先将添加剂溶解在水中,然由表1可见,在粒度组成相同的情况下,煤浆的后在搅拌下逐渐加入煤粉,直至感到攬拌困难时,再浓度越高,其粘度也越高,稳定性逐渐变好。但总的说来,这种未经级配的煤浆的稳定性均不好,即使达收稿日期:200103-15中国煤化工,媒浆也只能稳定第一作者:女,1971年生,硕士生EYHCNMHG要求。北京化工大学学报2002年22粗、细煤粉的成浆性实验的粘度偏低,稳定性不好;而小于38pm煤粉在配2.21粗煤粉制浆工业上习惯称小于75pm的比中的质量分数大于70%时浆体的质量分数又很煤粉为细粒子大于75μm的煤粉为粗粒子。为了难控制在(64.0±0.5)%以内。由此可知,若将小于研究粗、细煤粉对煤的成浆性的影响分别采用粗、38pm的煤粉在干煤中的质量分数控制在60%细煤粉单独制浆。结果发现,由于粘度不够,粗煤粉70%,煤浆的粘度和稳定性有望达到最佳值。不能单独成浆。2.32多鈑鈑配将煤粉筛分成四种粒度:D1为222煤粉制浆选用三种粒度组成不同的细小于38m,D2为38~75cm,D为7~105m煤粉制浆粒度分别是小于75灿m、小于50m和小D4为105-150m。制浆时保持小于38m的煤于38pm,煤浆的质量分数控制在(60.50±0.5)%粉在干煤中的质量分数为60%~70%,煤浆的质量以内测定不同粒径(D煤的浆体粘度和稳定性,见分数控制在(64±0.5)%以内,通过调整其余三种粒表2度煤粉的质量分数,以使煤浆的粘度和稳定性达到表2不同粒径煤的浆体粘度与稳定性最佳值,测定结果见表4。Table 2 Visoosity and stability of Cws of different sizes表4多级级配煤浆的粘度与稳定性R/(MPa's)s/dTable 4 Viscosity and stability of CwS of different sizes(D1):w(D)w(D,)(D4)7(MPs s) s/d19836:2:2:0<3827736:2:1:1>301195由表2可见,当煤浆的质量分数相同时,制浆所:1:1:1用煤的粒径越小浆体的粘度越高,稳定性也越好,7:0:2:1这说明细粒子在煤浆中的作用主要是增加浆体的粘度,以提高煤浆的稳定性。但是全部采用小于50由表4可见,在所述实验条件下,有五种粒度配μm、小于38m煤粉制成的煤浆其粘度均超过了工比煤浆的稳定性可达30d以上,其中三种浆体的粘业允许的上限值,表明需要向浆体中加入粗粒子,以度低于1200(MPas),符合工业应用要求。在粘度降低浆体的粘度,同时还要使浆体保持良好的稳定和稳定性都达到要求的情况下,应尽量选择粘度小的媒浆,以减少泵送和雾化时的能量损耗。由此得23不同粒度级配对浆体粘度和稳定性的影响出,用大同煤制作水煤浆,其最佳级配为v(D1):v2.31粒径小于38μm煤粉与在38-75μm之间(D2):w(D3):v(D4)=6:2:2:0煤粉的蚁配为了寻求制浆的最佳粒度配比,将粒径D1小于38m和D2在38~75m间的两种粒3结论度的煤粉按照不同比例混合,制成煤粉质量分数为(1)煤的粒度配比相同时,煤浆的粘度随其浓(640±0.5)%的煤浆,测其粘度与稳定性,见表3。度的增加而增大,稳定性也逐渐变好。表3粒径小于38pm与粒径在38~75pm级配的(2)煤浆的质量分数相同时,煤的粒径越小,浆煤浆粘度与稳定性体的粘度越高,所能达到的最高成浆浓度越低,稳定Table 3 Visoosity and stability of Cws with size of性也越好。细粒子在煤浆中的作用主要是增加浆体taller than 38 um and 38-7Sum的粘度,以提高煤浆的稳定性。(D1):w(D2)7/(MPas)(3)只有粒度级配合理的煤粉,其浆体才能达到适宜的粘度和良好的稳定性。经实验发现,用大同煤制作水媒浆,其最佳级配为v(D1):v(D2)1124v(D3):w(D4)=6:2:2:0。用该配比制浆,其浆体的质量分数(64±0.5)%、粘度(1046MPas)和稳由表3可见煤浆的质量分数相同时,小于38定性中国煤化工要求。m的煤粉在配比中的质量分数小于50%时,煤浆YHaCNMHG(下转幕97页)第1期王勤娜等:精制润滑油装置中的抗焦剂性能4结论[1]郭建,施宝昌,王勤娜等.糠醛精致设备中脱水塔的腐蚀原因分析[J.腐蚀与防护,1996,17(1):31从以上实验数据可以看出,AS1具有明显的抗[2]施宝昌,王勤娜,KQ1蚀剂在润滑油装置中的防腐结焦性能,是嶶醛精制润滑油装置中较好的抗焦剂。与抗焦作用[J].石油化工,1999,28(6):393[3] Huhilg H. Corrusion and corrosion control( M].NewYork: John Wiley Sons, 1985, 25(3): 135参考文献Performance of antifoulant in a lubricating oil refining unitWANG Qin-na SHI Hong-xin' SHI Bao-chang ZHUANG Xiao-dong WANG Yin-xi(1. Colege of Science4 2 College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China:3. Research Institute of Maoming Petrochemical CORP, Maoming 525011, China)Abstract: The oxidation of furfural in a lubricating oil refining unit leads to cocking and corrosion. The solutionby addition of antifoulant to furfural is effective. The performance of some antifoulants was studied and anantifoulant with better preformance was foundKey words: furfural; furfuryl acid; anti-cocking; antifoulantw合(上挟第94页)究[J].煤炭转化,2001,(1):63~65[2]支献华.水煤浆稳定性的影响因素及评定方法[J].媒参事文献炭加工与综合利用,2000(1):38~39[1]白成志,李旭.义马煤制备水煤浆所用添加剂的研Increase in stability of Datong coal water slurrythrough improving particle size graduationLI Jing DONG Hui-ru LIU Guo-wen2(12. Beijing Yenshan Petro Chemical Oriental Industry and Trade Company, Beijing 102500, China)Abstract: CwS Coal Water Slurry)is an important industrial fuel that can replace oil. To raise stability ofDatong coal, the CwS was made with different Particle Size Distributions(PSD) by the wetting method. Theconcentration, viscosity and stability of each slurry were measured, and a best PSD formula was provideKey words: coal water slurry; particle size distribution; stability; viscosity中国煤化工CNMHG